Залишилося висохнути: Більш ефективний спосіб збирання біомаси водоростей

Команда Університету Цукуби представила нову процедуру збору енергії та органічних молекул з водоростей за допомогою нанопористого графену та пористої графенової піни. Розробляючи систему багаторазового використання, яка може випаровувати воду з високою швидкістю без необхідності центрифугування або віджимання. Це дослідження має великий потенціал для виробництва більш чистого, дешевшого та більш ефективного біопалива, вітамінів та хімічних речовин.

ефективніший

У боротьбі із глобальними змінами клімату біомаса водоростей є дуже захоплюючою сферою досліджень, оскільки це фотосинтезуючі мікроорганізми, які перетворюють світлову енергію від Сонця на багаті енергією біомолекули. Коли водорості вирощуються та збираються в промислових масштабах, ці молекули можуть бути перетворені у широкий спектр важливих сполук, включаючи біопаливо, ліки, дієтичні добавки омега-3 та багато інших цінних біопродуктів. Водорості також здатні поглинати діоксид вуглецю в міру зростання, перехід від традиційного викопного палива до біопалива обіцяє зменшити чисті викиди парникових газів. Однак культури мікроводоростей складаються в основному з води з низьким вмістом твердої речовини (0,05 - 1,0 мас.%), А збирання органічного матеріалу завдяки технологіям розділення твердо-рідина зазвичай вимагає декількох етапів дегідратації.

Зараз вчені з Університету Цукуби представили новий метод видалення води з біомаси водоростей, який не пошкоджує тендітні сполуки, що збираються. На відміну від попередніх методів, які залежать від механічного центрифугування або віджимання, тоді як цей підхід використовує сонячне опромінення та багаторазові наноструктуровані допоміжні матеріали. Виготовлення ієрархічно структурованої нанопористої графенової та пористої графенової піни створює крихітні канали для витягування води вгору з глибини зразка.

Цей новий матеріал, розроблений, захищає біомасу від перегріву, в той же час вловлюючи більше сонячної енергії для випаровування води. "Нам потрібен був матеріал, який поглинає світло, має низьку питому тепло- і теплопровідність, але все ще гідрофільний і пористий, з великою площею поверхні", - говорить перший автор професор Йошікадзу Іто. "На щастя, наноструктурований графен, легований азотом, має всі ці якості".

"Чим енергоефективнішими ми можемо зробити процес зневоднення, тим більше ми можемо зберегти екологічні переваги використання біомаси, в першу чергу", - говорить старший автор, доктор Андреас Ісдепскі.